Extrazelluläre Polysaccharide spielen eine wichtige Rolle bei der Überlebensfähigkeit der Bakterien
Bestimmte Bakterien im Mund können Karies auslösen. Forscher haben jetzt entdeckt, wie diese Bakterien im Zahnbelag überleben können. Bei der Überlebensfähigkeit spielen sogenannte extrazelluläre Polysaccharide eine große Rolle.
Die Wissenschaftler der Klinik für Präventivzahnmedizin und Orale Mikrobiologie und des Departements Biomedical Engineering der Universität Basel stellten bei ihrer Untersuchung fest, dass extrazelluläre Polysaccharide eine zentrale Rolle bei der Überlebensfähigkeit von Bakterien im Zahnbelag spielen. Die Experten veröffentlichten die Ergebnisse ihrer Studie in der englischsprachigen Fachzeitschrift „PlOS ONE“.
Kariogene Bakterien wandeln Zucker und Stärke in Säuren um
Sogenannte kariogene Bakterien attackieren den Zahnschmelz. Dafür wandeln sie Zucker und Stärke in Säuren um. Diese Säuren sind in der Lage Kalzium aus dem Zahnschmelz herauszulösen. Der durch die Bakterien ausgelöste Vorgang kann dann zur Entstehung von Karies führen. Die schädlichen Bakterien leben in Biofilmen.
Wie können Bakterien in einer lebensfeindlichen Umgebung überleben?
Wenn das Kalzium herausgelöst wird, steigt dadurch die lokale Konzentration von Kalzium. Dies führt zu einer lebensfeindlichen Umgebung für Bakterien. Die Wissenschaftler wollten bei ihrer Untersuchung die Frage beantworten, warum die Bakterien trotz dieser Bedingungen überhaupt im Zahnbelag überleben können.
Extrazelluläre Polysaccharide fördern das Überleben der Bakterien
Die Zahnmediziner hatten die Vermutung, dass sogenannte extrazelluläre Polysaccharide (EPS) die Fähigkeit der Bakterien zum Überleben fördern. Es handelt sich dabei um Substanzen, welche kariogene Bakterien aus Zuckerrückständen bilden. Diese Bakterien werden dann außerhalb ihrer Zellen angelegt. Sie bilden das Baugerüst des Biofilms und sorgen dafür, dass die Bakterien sich im Zahnbelag verankern können.
Kariogene Bakterien entwickeln Schutzmechanismen
Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass je mehr Kalzium die kariogenen Bakterien abbauen, desto höher deren Toleranz gegenüber Kalzium. Außerdem können sie dadurch besser in Biofilmen überleben. Die kariogenen Bakterien entwickeln Mechanismen, welche Schutz vor der vorhandenen Konzentration von Kalzium bieten.
Extrazelluläre Polysaccharide neutralisieren den toxischen Gehalt
Die Wissenschaftler stellten außerdem fest, dass extrazelluläre Polysaccharide eine große Anzahl an sogenannten Kalziumbindestellen aufweisen. Mit diesen bauen sie das herausgelöste Kalzium in den Biofilm ein. Durch den Vorgang wird der toxische Gehalt tatsächlich neutralisiert. Zusätzlich wird noch die EPS-Struktur des Biofilms gestärkt, erklären die Forscher.
Bindung von Kalzium durch EPS verbessert Überleben von Bakterien und führt zu Karies
Die Bindung von Kalzium durch die EPS führt aber nicht nur dazu, dass kariogene Bakterien im Zahnschmelz überleben können, zusätzlich führen sie auch zur Entstehung von Karies. „Indem EPS Kalzium binden, hemmen sie die Remineralisation des Zahnschmelzes, weil dadurch nicht mehr genügend freies Kalzium im Zahnbelag enthalten ist. Diese Entdeckung ist wichtig, um die Kalziumregulation in Karies besser verstehen zu können“, erklärt die Mikrobiologin und Autorin der Studie Monika Astašov-Frauenhoffer in einer Pressemitteilung der Universität Basel. (as)
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